根据当前的技术和科学,哪个科幻飞船是最科学可信的?

心永远强大


我来回答,以科幻与现实科学结合。

第一,曲速飞行:这是一种在被压缩的时空中航行的技术,其原理就是依靠星舰的反物质能量引擎制造一个人工立场,让时空扭曲,在扭曲的空间中可以达到几十倍于光速的速度。曲速共分为0—10级,除了0级、10级只是理论之外,随着级别的升高,速度也会越快。曲速是一种虚拟科技,但在现实的基础上,理论上可以实现。

第二,可控核聚变推进:核聚变是把不同的原子核结合到一起,从而产生巨大能量的物理过程。大多数聚变反应堆的设计都通过磁场来控制核燃料,这种叫做“托卡马克”的设备是一种控制核聚变的环形容器,它能够保证反应堆安全运行,旅客不必担心反应堆失控。

可惜的是,托卡马克设备极为沉重,所以研究人员正在考虑用另一种触发聚变的方式来控制反应堆,比如利用高能激光控制核燃料颗粒,让其发生微型爆炸,再利用磁场把产生的热等离子气体喷向飞船的后方,获得推动力。

在上世纪70年代,英国曾启动了一个代达罗斯计划,对这种类型的火箭进行了研究。他们的目标是制造一个聚变火箭飞行器,能够在50年内到达另一颗恒星处。美中不足的是,尽管研究工作已经开展了几十年,研究人员也没有让一个这种核聚变反应堆实现正常商业化运转(中国目前在核聚变能源取得了一定成绩)。

第三,离子推进器:传统的火箭依靠向后高速喷出气体而获得向前的推力,这是作用力与反作用力的原理。离子推进器使用了相同的物理学原理,但它不是喷出炽热的气体,而是喷射一束带电粒子或者离子,获得反作用力向前飞去。

离子推进器给火箭提供的推力其实很弱,但它要获得相同的推力,所使用的燃料却要比普通的燃料火箭少得多,而且还可以非常稳定地工作很长时间,但是,它的加速到很高速度,需要的时间比传统火箭慢。

离子推进器已经开始装备在航天器上,比如日本的隼鸟号探测器和欧洲的SMART-1探月器,而且这种技术还在不断完善中。比如有一种特别有前途的新式离子推进器,它的工作原理和其他的离子推进器略有不同,它是用一个强的电场来加速离子的。这种推进器能够让离子以固定的频率盘旋,然后推进器把自身无线电信号发射器的频率调整到和离子一致,于是向离子注入了更多的能量,甚至可以把离子加热到100万度,当离子被喷出时,产生的推力大大增加了。

经过理论化的计算,这种新式的离子推进器可以让火箭在39天内从地球到达火星,算是有点儿进步吧。

第四,光帆推进器:正如传统的船帆借助了地表风的力量,太阳帆则借助了太阳光能量流的力量。太阳帆不需要额外携带燃料,仅利用太阳光对帆的光压,就可以达到很高的速度,虽然它花费的时间也会很长。

太阳帆已经在地球的实验室条件下获得了成功,但是试图在轨道上测试太阳帆的行动却屡屡受挫。例如2005年,世界行星协会发射了“宇宙一号”飞行器,以太阳帆作为太空动力,但是火箭在把它带入太空时失败并坠毁了;第二次尝试发射太阳帆飞行器时也因为火箭故障而失败。

尽管如此,太阳帆仍然是非常被人看好的技术,至少在太阳系内部的旅行上是可行的,因为太阳光可以提供很强的推力。但是人类若使用太阳帆来推动飞船做星际旅行,光压的推力还是有些力不从心。


广佛同城生活


其实就现在的基础科技而言,未来不是那种科幻飞船最可信,而是那种科幻飞船最先应用的问题。科幻小说中常见的飞船或者说交通方式大概有这么几种类型:

一、常规推进类型:主要有以核聚变、裂变以及反物质爆炸作为能源,采用等离子推进、电磁辐射等方式推进飞船。

二、曲速技术和空间虫洞:这两种方式其实并没有本质的不同,都是通过巨大的能量来扭曲空间或时空。不同之处在于,虫洞理论相对于曲速引擎更加极端,不仅能穿越空间还能穿越时空,使人回到过去。

三、粒子拆分:即将人或物体先拆分成粒子,再在另一个地方进行组合。

第一个问题:根据当前的技术和科学,哪个科幻飞船是最科学可信的?

在现行的物理框架内,以上三种交通方式,除了粒子拆分的方式受当前量子力学不确定性原理的制约无法成为现实。无论是常规推进技术还是曲速技术、虫洞穿越,在未来从理论上都有可能成为现实。常规推进技术自不必说,很多技术现在已经进入实用性研发阶段。即便是极端科幻的曲速技术和虫洞理论,在今天人类也已经看到了一丝曙光。从爱因斯坦的星光实验,到近些年的引力波,人类已经反复证实了时空曲率的存在,既然时空可以被扭曲,那么至少在理论层面发展曲速引擎或者虫洞穿越是可能的,无非是划算不划算和能达到什么程度的问题。

就目前而言,虫洞理论最大的问题在于因果律的问题。如果一个人能够穿越时空回到过去,就会出现祖母悖论这样在现行物理法则内无法解释的事情。科学家虽然对此也给出了各种各样的解释,但都很难被证实或者证伪,所以也只有等未来人类真正能够展开具体实验,才可能找到答案。

第二个问题:根据当前的技术和科学,哪个科幻飞船是最直接可行?

若论到可行,从目前来说自然还是常规的推进方案。无论是辐射飞船还是等离子飞船、反物质飞船,都已进入实用性试验阶段。辐射飞船相对简单,只要能制造足够轻便、尺寸又足够大的辐射帆即可。这种飞船的技术难度最小也最简单,霍金生前推进的“突破摄星计划”就采用这种方案。但这种推进方式的缺点也很明显,不仅推力较小,而且受光线衰减的影响很大,从长远来说并不是一种可靠的推进方案。

相对而言,等离子飞船是目前最为可行和各航天大国主要的研发方向,中、美、俄等主要航天大国目前都已经在太空展开了实质性的实验。如日本的“隼鸟”太空探测器,欧洲的智能1号太空船、美国的黎明号,以及我国的实践9号等。它的技术原理是将飞船或航天器的燃料工质电离,并在强电场作用下将离子加速喷出,通过反作用力推动飞船或航天器前进。它的优点是节省燃料,能够长期的加速。由于等离子体的喷射速度相对化学燃料要高出很多,所以经过长期加速最终能将飞船或航天器推进到一个较高的速度。按照目前的实验结果,理论上采用等离子推进技术的飞船最终能将飞船加速至光速的1‰,也就是300千米每秒左右,这个速度已经相当可观了。等离子飞船目前面临最大的问题是推力太小,还不足以成为飞船和航天器的可靠推进,只能用于一些姿态调整或者实验性质的飞船。前两年,美国科研人员曾在实验室内采用等离子技术让一个纸飞机飞了十几秒钟,引起科学界的一致欢呼,这标志着等离子飞船已经能在大气层内工作了。等离子推进之小,可见一斑。

比等离子推进更加优秀的是反物质发动机,和曲速引擎和虫洞目前还处于理论层面不同,人类在今天已经能够制造微量的反物质,也直接验证了这种推进技术的可行性。但由于目前反物质的制造过于昂贵,一克的制造成本就高达几十万亿美金。是的你没有看错,是几十万亿美金,所以就目前而言这种技术距离人类还很遥远。

第三个问题:等离子飞船目前面临的难度有哪些?

首先是制造的难题,等离子飞船的特性决定了更适合在太空中长期加速,要穿越稠密的大气层逃逸地球引力还是化学火箭这种简单粗暴的方式来的更直接。所以这就决定了这种飞船,在相当长的一段时期内更适合在太空进行大规模组装、生产,然而人类到目前为止并没有这样的能力。如果在地面上生产,在没有太空电梯的情况下,就需要为等离子飞船配备巨大的火箭,严重制约了飞船可装载的燃料以及飞船的尺寸,直接限制了等离子飞船的发展。

其次是动力源的问题,飞船的动力和推进方式其实是两个概念。虽然目前核聚变技术被广泛认为是未来宇航技术的可靠能源,但从现实来看核裂变技术可能更为可行,人类毕竟已经将其成功的小型化并装进了核潜艇和航空母舰。当然要装进一艘太空船还要进一步小型化,但至少现在已经有了一个好的开始。

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有用吗?如果有用咱们以磁动力做个发动机的潜水艇。这一个磁动机潜水艇用不着信不信。让它用事实说话。谢谢遨请!


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